COMPARAISON DE LA FLEXION SUR APPUI SIMPLE

Georges Cailletaud

Description

1 COMPARAISON DE LA FLEXION SUR APPUI SIMPLE D'UNE POUTRE HOMOGENE ET D'UNE POUTRE SANDWICH x 1 x 1 3x 3x 2h 2h e e Figure 1 : Géométrie des poutres étudiées Le but de cet exercice est de prendre conscience de l'importance qu'il y a à mettre le matériau qu'il faut à l'endroit où il faut pour avoir des structures à la fois légères et résistantes. La comparaison proposée porte sur deux poutres de section rectangulaire (figure 1), l'une réalisée en alliage d'aluminium (longueur 2l, hauteur 2h, épaisseur b), l'autre constituée de ce même alliage, collé sur un cœur de mousse polyuréthane. Ce deuxième assemblage présente environ la même masse que le premier, les tôles d'aluminium utilisées étant deux fois moins épaisses que dans le premier cas. L'épaisseur de mousse vaut 2h. Chacune de ces deux poutres est posée sur deux appuis simples, et chargée ponctuellement en son milieu avec une force ?P (flexion 3 points). 1. Traiter le cas de la poutre homogène, en supposant qu'une section plane de la poutre reste plane. Trouver en particulier les équations qui expriment l'équilibre du milieu curviligne en termes de N, T et M, respectivement effort normal et «effort tranchant», et moment de flexion autour de l'axe 2.

• résistance au moment de flexion


• efforts tranchants


• application numérique


• contrainte ?11


• continuité des composantes du tenseur des contraintes aux interfaces


• mousse


• poutre

Sujets

• Application numérique
• Mousse
• Poutre

Informations

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Extrait

COMPARAISON DE LA FLEXION SUR APPUI SIMPLE D’UNE POUTRE HOMOGENE ET D’UNE POUTRE SANDWICH

Figure 1 : Géométrie des poutres étudiées

Le but de cet exercice est de prendre conscience de l’importance qu’il y a à mettre le matériau qu’il faut à l’endroit où il faut pour avoir des structures à la fois légères et résistantes. La comparaison proposée porte sur deux poutres de section rectangulaire (figure 1), l’une réalisée en alliage d’aluminium (longueur 2l, hauteur 2h, épaisseurb), l’autre constituée de ce même alliage, collé sur un cœur de mousse polyuréthane. Ce deuxième assemblage présente environ la même masse que le premier, les tôles d’aluminium utilisées étant deux fois moins épaisses que dans le premier cas. L’épaisseur de mousse vaut 2h. Chacune de ces deux poutres est posée sur deux appuis simples, et chargée ponctuellement en son milieu avec une force−P(flexion 3 points).

1.Traiter le cas de la poutre homogène, en supposant qu’une section plane de la poutre reste plane. Trouver en particulier les équations qui expriment l’équilibre du milieu curviligne en termes de N, Tet M, respectivement effort normal et «effort tranchant», et moment de flexion autour de l’axe 2. Trouver les lois de comportement qui

relient les quantités précédentes aux translations U et Vd’un point

de la ligne moyenne et de la rotationqd’une section.

1

Les poutres étant simplement posées, et le chargement discret, l’effort tranchantTest discontinu au point d’application de la force, et la dérivée du moment l’est aussi. Le moment est nul aux deux extrémités (figure 2 ). Le diagramme de l’effort tranchantTet du moment de flexionMs’obtient en intégrant les équations d’équilibre, en prenant en compte la discontinuité surTdue à la force concentrée enx 1 =l. On trouve ainsi la forme de la figure 3 . Le moment est négatif, ce qui indique que l’angleqdiminue. Il a effectivement une valeur positive enx 1 =0, et nulle enx 1 =l.

six 1 <l six 1 >l

:T=P/2 ; :T=−P/2 ;

M=Px 1 /2 M=P(l−x 1 /2)

Figure 2 : Chargement